探究性学习在中学生物教学中的应用

毕业论文（设计）

题 目: 探究性学习在中学生物教学中的应用

系 别：

生命科学系 专业年级：

生物科学2011级（专升本） 姓 名：

田晓燕 学 号： 20110904110 指导教师： 高兴盛 副教授

2013年05月28日

分类号： G633.91 密 级：

LULIANG UNIVERSITY

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论文作者签名：日期：

指导老师签名：日期：

探究性学习在生物学教学中的应用

摘要

探究性学习是课程改革所倡导的,是实施素质教育的有效途径,是提高学生探究能力、学习能力、解决问题能力的有效途径。在实际生物课堂教学中，改变教学方式中束缚学生的做法，遵循以人为本的理念，给学生以最大的发展空间。

本文通过调查发现，探究性学习在中学生物教学中的实施存在着一些问题。调查显示，教师们对于在生物教学中开展探究性学习还是比较支持的，但是由于种种原因造成部分探究无法顺利开展。要把探究性学习在生物教学中真正开展，还需要一些具体的改革措施。

关键词:探究性学习；生物教学；困难

The application of Inquiry learning in biology teaching

abstract

Inquiry learning as a kind of teaching tactics system has been advocated positively in the curriculum reform, it is an effective and essential way to quality-oriented education，is the effective way to improve students Inquiry ability, learning ability, the ability of solving problems. In the actual biology classroom instruction ,changs in student teaching approach in practice, follow the people-oriented idea , give the students the maximum space to develop .

In this paper through the survey found, inquiry learning in biology teaching in middle school exists some problems. Polls show the teachers to carry out inquiry learning in biology teaching or more support, but, because of various reasons causing some inquiry cannot develop smoothly. The inquiry learning really carried out in biology teaching, also need some specific reform measures.

Keywords: inquiry learning; biology teaching; difficulties

目录

前言......................................................................................................................... - 1 - 第一章探究性学习概述......................................................................................... - 2 -

1.1 探究性学习的概念..................................................................................... - 2 -

1.2 探究性学习的基本形式............................................................................. - 2 -

1.2.1 发现式探究....................................................................................... - 2 -

1.2.2 推理性探究....................................................................................... - 2 -

1.2.3 实验式探究....................................................................................... - 3 -

1.3 探究性学习的特征..................................................................................... - 3 -

1.3.1 能动性............................................................................................... - 3 -

1.3.2 开放性............................................................................................... - 3 -

1.3.3 过程性............................................................................................... - 3 -

1.3.4 实践性............................................................................................... - 4 -

1.3.5 师生平等性....................................................................................... - 4 - 第二章探究性学习的实施..................................................................................... - 5 -

2.1 探究性学习的实施原则............................................................................. - 5 -

2.1.1 教师要做好探究性学习的指导工作............................................... - 5 -

2.1.2 学生进行探究性学习的过程........................................................... - 6 -

2.2 探究性学习在生物教学中的应用............................................................. - 7 -

2.2.1 在实验中开展................................................................................... - 8 -

2.2.2 在资料搜集中开展........................................................................... - 8 -

2.2.3 在课外活动中开展........................................................................... - 8 -

2.3 开展探究性学习的必要性......................................................................... - 8 -

2.3.1 有效实施中学生物课程改革的需要............................................... - 8 -

2.3.2 培养学生多种能力的需要............................................................... - 9 -

2.3.3 中学教育和高等教育过渡的需要................................................... - 9 - 第三章对中学教学中探究性学习的调查及分析............................................... - 10 -

3.1 中学生物教学中探究性学习的现状调查............................................... - 10 -

3.1.1 调查目的......................................................................................... - 10 -

3.1.2 调查对象......................................................................................... - 10 -

3.1.3 调查方式......................................................................................... - 10 -

3.1.4 调查结果及分析............................................................................. - 10 -

3.2 教师和学生眼中的探究性学习的困难................................................... - 13 -

3.2.1 教师对探究学习的担心................................................................. - 13 -

3.2.2 学生眼中的探究学习的困难......................................................... - 13 - 第四章中学生物教学中探究性学习的现状分析............................................... - 15 -

4.1 关于探究性学习的认识和态度............................................................... - 15 -

4.1.1 学生缺乏关于科学探究相关的基础知识..................................... - 15 -

4.1.2 探究过于重视过程，忽略结果..................................................... - 15 -

4.1.3 对探究学习热情度不高，可有可无............................................. - 15 -

4.2 关于探究性学习的过程........................................................................... - 15 -

4.2.1 部分教师机械的把探究过程的每一步都套用探究步骤............. - 15 -

4.2.2 探究时间不充足............................................................................. - 15 -

4.2.3 探究课题选题仅限于教材中......................................................... - 16 -

4.3 关于探究性学习中的合作....................................................................... - 16 -

4.3.1 师生合作......................................................................................... - 16 -

4.3.2 学生之间的合作............................................................................. - 16 - 第五章中学生物教学中开展探究性学习出现的问题及其对策....................... - 17 -

5.1 中学生物教学中开展探究性学习出现的问题....................................... - 17 -

5.1.1 知识性教学量过大......................................................................... - 17 -

5.1.2 班级人数过多................................................................................. - 17 -

5.1.3 师资水平不足................................................................................. - 17 -

5.1.4 课程资源......................................................................................... - 17 -

5.1.5 教师教学评价的标准和体系不细化............................................. - 18 -

5.2 解决中学生物教学中开展探究性学习困难的对策............................... - 18 -

5.2.1 开展探究性学习要在新课标、新教材的基础上......................... - 18 -

5.2.2 对班级进行合理分班..................................................................... - 18 -

5.2.3 对教师进行相应的培训................................................................. - 18 -

5.2.4 对于条件较差的学校引起重视..................................................... - 18 -

5.2.5 改变生物教学的评价体系............................................................. - 18 - 附录......................................................................................................................... - 20 - 参考文献................................................................................................................. - 22 - 结束语................................................................................................................. - 23 -

前言

21世纪是生命科学的世纪，需要的并不是只有满肚子学问的人才。现代科学的飞速发展要求新世纪的人才必须具有创新意识和实践经验，这类人才的培养与科学素养和探究能力的培养有密切的联系，与生物课程的学习关系密切。培养有实验、实践探究能力和创新精神的人才，是生物教学的根本任务。

在这次生物教学改革中，2002年教育部修订并颁布了《大纲》，2003年又颁布了《课程标准》，使生物课程标准和任务也随之发生了根本改变。《标准》倡导探究性学习，教师不仅要改变学生的学习方法，也要改变自己的学习方法和教学方法。运用探究性学习方法能让学生从探究中主动获取知识，应用知识，解决问题。但并不是所有的问题都适合探究性学习模式，我们应该根据学生的认知基础选择是否用探究学习方法，才能达到真正意义上的探究。

目前，探究性学习已成为课程改革在课堂教学中的切入点，各学校的生物教师也在努力通过课堂教学帮助学生开展探究性教学，虽然老师学生们对开展探究性学习的热情也很高，但在具体实践中却面临着许多困难。

第一章探究性学习概述

1.1 探究性学习的概念

探究性学习是指学生通过类似于科学家科学探究活动的方式获取了科学知识，并在这个过程中学会科学的方法和技能、科学的思维方式，形成科学观点和科学精神。《全日制义务教育生物课程标准（实验稿）》认为，生物课程中的科学探究是组织学生积极主动地获取生物科学知识，领悟生物研究方法而进行的各种活动[1]。

学生的探究性学习与科学家的科学探究相似，又不同于科学探究。探究性学习是学生在教师指导下，从自然、社会和生活实际中选择和确定专题进行研究，并在探究过程中主动地获取新知识、应用已有知识解决问题的学习方式。这种学习方式的中心是针对问题的探究活动，当学生面对问题的时候，他们就要寻找问题的答案，在解决问题的时候要对问题进行理性分析，找出解决的方法，然后通过观察实验来收集证据，也可以通过其他方式得到资料，对资料进行归纳、比较、统计分析，形成对问题的解释，最后通过讨论和交流，进一步澄清事实、发现新的问题、对问题进行更深入的研究[1]。

探究性学习的一个最大的目的是要学生掌握科学研究方法，培养科学探究能力。参与探究可以帮助学生领悟科学的本质。

1.2 探究性学习的基本形式

探究活动形式多样，没有固定的活动形式，在探究学习的过程中我们可以根据活动情况把它分为：发现式探究、推理性探究和实验式探究。

1.2.1 发现式探究

发现式探究是以学生本生观察和经验为基础，在学习情境中通过自己的探索自我发现学习的内容要点。

在发现式的探究活动中，所要研究的主题一般都是有规律的、自我发现式的，没有现成信息可以直接搜集到，必须通过学生自主、独立地发现问题，进行观察、实验或者操作、调查、信息搜集与处理、表达与交流等探索活动，从而获得知识、技能，发展情感与态度，特别是发展科学探索精神和创新能力。

1.2.2 推理性探究

推理性探究是“没有动手做”而应用的探究方法，它主要是开发学生的批判性思维技能。它的主要特点是：学生通过问题进行思考；学生直接或间接地观察

现象；学生通过提出疑问和讨论来得出或归纳出概念。

推理性探究也可以理解为对二手资料的探究。在课堂教学中，推理性探究的过程往往包括教师讲述、师生共同讨论、学生运用推理方法形成概念等。

1.2.3 实验式探究

实验式探究是一个较为完整的实验过程，包括从问题的提出到最终的解释、报告全过程。这种探究学习是让学生在实验过程中学习。在这种学习过程中，学生发现经历，发现问题，辨别质量，形成假设，根据控制变量的原则自行设计实验，执行实验，验证假设，并完成实验报告。

实验式探究的特点是：比发现式探究具有更多的程序和焦点；需要确认有待回答的相关问题；有时需要陈述一个假设，并设计验证这个假设的实验；实验或收集证据的计划必须在动手操作之前准备好；学生要根据拟定的实验计划步骤进行操作，并通过证据发现假设可接受性，或改进现有的假设[2]。

1.3 探究性学习的特征

探究性学习是新课程倡导的理念之一。传统的学习方式中学生往往处于被动的接受状态，而新课程倡导的探究性学习是让学生参与到教学活动中，它具有以下特点：

1.3.1 能动性

探究是一个能动的过程。所谓“能动的过程”是指学生既要动手又要动脑，强调学生主动学习和自主发展，强调学生通过探究和发现过程达到预期教学目标，不再把课堂教学的重点放在教师传授知识、讲解科学概念或原理上，这与传统教学热衷于向学生灌输知识的教学模式有着本质的区别。

1.3.2 开放性

探究是一种有多侧面的活动。学生在课堂上进行的科学探究包括有一系列的活动，如他们需要观察研究对象、发现问题和提出问题；需要利用已有的知识，经思考对问题进行猜想，提出自己的假设；需要查阅各种信息资料，对假设的逻辑含义进行推断；需要设计实验方案，找出和控制可变因素及其进行实验；需要收集分析和解读数据，运用逻辑和证据作出答案和解释；需要利用各种图表交流得出科学结论，并对不同的观点或批评意见作出反应，等等。总之，在科学探究过程中，观察、调查、实验、测量与统计、文献整理与分析是主要的探究方式，归纳与概括、比较与分类、分析与综合是基本的推理方式。

1.3.3 过程性

探究性学习是一种积极自主的学习过程，倡导学生主动参与、探究发现、合作交流，注重学生的经验与学习，让学生感受理解知识产生和发展的的过程。探究性学习更加关注学习的过程，学生进行探究活动，是为了让学生掌握科学探究方法和探究能力。

1.3.4 实践性

探究性学习是以实验或者其他探究方式为手段，通过探究，让学生感受探究，在探究实践中学习，探究过程中创新。

1.3.5 师生平等性

探究要求师生都以学习者的身份参与教学过程。在探究学习过程中，学生是主体，他们是否具有积极的探究态度和保持旺盛的探究热情，是否主动地参与探索事物或现象的学习活动，直接关系到能否达到预期学习目标。然而，“教师是教育的核心”，在探究教学过程中教师始终处于主导地位[3]。

第二章探究性学习的实施

2.1 探究性学习的实施原则

2.1.1 教师要做好探究性学习的指导工作

生物课程的探究性学习是在教师的指导下，自主选择、提出问题、进行研究，并在研究和探索的过程中获取新知识，应用已有的知识解决新问题，让学生自己得出概念，而不是把概念灌输给学生。在这个过程中，教师的指导作用是至关重要的。

2.1.1.1 探究课题选题要联系生活实际

探究课题的选题是探究性学习的起点，也是对旧知识的认识、发现新问题的研究起点。所以选题要站在恰当的角度，与当地的生活实践紧密联系，避免题目过大或起点过高，也要避免题目过于简单。

教师应当在适当的学习阶段设置具体的探究性学习问题，选择教材上争对性较强的探究活动，这些活动往往是章节中重、难点的突破口，能够将教学内容和科学实践很好地结合起来，也便于学生学以致用。让学生自己去探究，把学到的知识与具体的生活实践相结合，这样可以让学生感知到现实生活中生物科学的重要性，从而激发学生学习生物的兴趣[4]。

2.1.1.2 创造适宜学生进行探究性学习的良好环境

科学探究需要一个良好的学习环境，时间、空间和学习材料是探究学习环境的重要组成因素，教师应该创造适宜学生进行探究学习的良好环境。探究需要需要充足的时间保证,不仅教师需要大量时间准备材料、设计活动、组织学生，而且学生在课堂上的学习和交流时间也应相应的增多；科学探究还需要适宜的活动空间，实验室是学生进行科学探究的主要场所；科学探究需要必要的物质条件，要为学生准备必要的实验用具、药品、试剂和材料等。

2.1.1.3 教师对学生进行循序渐进的引导

由于长期的接受式学习，学生会对探究性学习缺乏感性认识，对于如何探究，怎样设计解决问题的策略，怎样找出正确的思路等等，都是很迷茫的。所以，在生物探究性学习的初期，教师要对学生进行循序渐进的引导。在开始阶段，教师要引导学生提出问题，然后一起讨论确定解决问题的思路和方案，对学生进行启发，激发学生的灵感和热情。

由浅入深地培养学生科学的思想、科学探究方法和科学探索精神。培养学生

科学创新的思维能力和科学探究能力是探究性学习的目标。而教师的作用就在于转变学生的传统的思维方式，培养学生的问题意识和科学探究能力，提高学生的生物科学素养。

2.1.1.4 要重视探究性学习的过程

探究性学习更重要的是在于它的过程而不完全是结果，学生进行探究的真正意图，不仅在于掌握生物科学知识，更重要的是学会科学探究的方法。而且学生根据自己的思路制定解决问题的方案，设计实验、完成实验并得出结论，是一个繁琐而复杂的过程，任何一个地方都有可能会出错，以致对结果产生影响，但学生还是学到了科学探究的方法和科学思维。

但探究性学习也并非不注重结果，不注重结果的学习是没有意义的，如果只求探究的过程，探究性学习就会成为一种形式上的训练。学生在探究性学习中，不仅要注重探究的过程，也要对探究结果有所期望，才能使学习的自主性得到充分发挥[5]。

2.1.2 学生进行探究性学习的过程

全日制义务教育《生物课程标准（实验稿）》指出，科学探究通常包括以下几个过程：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达交流。然而，在实际课堂教学中，学生的探究学习包括一系列活动，有些活动是为观察事物、收集数据、提出见解和对观察到的现象进行分析打基础；有些活动则是鼓励学生对课本、资料等各种媒体提供的辅助性信息进行严格的分析。课堂教学中的探究程序大致如下：

2.1.2.1 从已知到未知明确课题任务

课堂上的学生探究活动并不是一种随心所欲的自发性活动，而是在教师的组织引导下进行的一种有序的、多侧面的研究活动。这种教学活动的导入就是教师从教材的结构特点、学生已有的知识和能力水平出发，从已知过渡到未知，使学生明确探究课题的任务。

2.1.2.2 感知学习材料，创设问题情境

在生物学课程的某些探究性课题中，学生提出的问题主要有两个来源：一是从亲身经历的事情中产生的一些问题，这些问题多是他们的日常观察与思考的沉淀，或者是在调查研究的活动中发现的；二是课本和媒体提供的资料，这些资料中含有是学生困惑和产生疑问的知识成分。

2.1.2.3 转换题材，引出探究性学习

能够引起学生困惑的问题情境，实际上是蕴涵着学生还不知道或不懂的某些东西，疑问就是从这些未知成分中生出的，某个矛盾可能诱发出一系列疑问，经过提炼的疑问便成为问题。

2.1.2.4 利用背景材料，做出假设和推断

提出问题是学生进一步探究问题的首要方面，它提供了动力，并指出了方向。解决问题包括做出假设和进行检验。假设是对问题经过深思熟虑的猜想或解释，它是探究问题解决的第二方面；运用假设对问题相关的事物做出合乎逻辑的推断是探究问题解决的第三个方面。

2.1.2.5 设计探究方案，预测结果

制定方案是探究性活动的关键环节，有两种途径：一是查阅资料和搜集有关证据，二是在某些客观事实的启发下设计实验。

设计实验方案时涉及到两个重要步骤：控制变量和给出可操作定义。变量是指实验中可以变化的因子，其中人为改变的因子是调节变量，随着调节变量而改变的因子称为因变量，它是为了得到实验结果而需要观察的现象或测量的指标。

2.1.2.6 执行方案，搜集数据

执行方案是指完成实验操作的过程或是查阅和搜集资料的过程。实验中得到的观察和测量的结果统称为数据，通过收集、整理和解读数据的过程，才能获得支持或者否定假设的证据，可见在实验过程中搜集足够的实验数据是一个关键环节。在查阅和搜集资料的过程中，要对资料进行整理和分析。

2.1.2.7 加工整理数据，得出科学结论

分析数据是实验操作完成之后，对收集的实验信息进行整理和解读的过程，通过对数据的分析找出研究对象的发展趋势或事物之间的联系，思考数据揭示的事实或规律，确定是否支持原先的假设，运用证据和逻辑分析对提出的问题进行解释，从而得出结论。

2.1.2.8 交流评价，进行反思

科学探究常常是一种协作型活动，彼此的交流与评价有助于相互启发和材料共享，自我的反思与修正有助于深入理解科学概念和认识科学活动的性质。交流的内容主要有：探究过程、方法、描述结果、报告研究成果和结论。交流也是一个评价过程，评价内容涉及探究过程的方方面面，主要是肯定合理部分并对存在的不足提出合理质疑[6]，[7]，[8] 。

2.2 探究性学习在生物教学中的应用

在生物教学中，老师们要转变观念，改变学生的学习方式，引导学生主动参与探究、乐于探究，培养学生获取新知识的能力、探究学习的能力。

2.2.1 在实验中开展

生物是一门实验性学科，观察和实验是学习生物的基本方法，教材中也有很多实验练习。在以往的教学中，实验的内容往往是验证性的，学生根据课本上的步骤按部就班的完成实验即可，仅仅锻炼了学生的动手操作能力，没有思考的空间。在实验中开展探究性学习，可以培养学生实验探究能力，让学生对生物科学有感性认识，培养学生的学习兴趣。在实验过程中，要重视实验设计和试验操作，重视实验过程的分析，让学生做自己设计的实验，去验证自己的假设，培养学生思考、分析问题的能力，实验设计及操作的能力。

2.2.2 在资料搜集中开展

在资料搜集中开展探究性活动，往往是在资料信息的整合中提高学生的能力。资料搜集有两种途径，一是从实践中获得的直接资料，二是从图书馆、网络、媒体等资料源获得的间接资料。当学生带着问题和假设进行资料搜集时，就希望知道自己的推断假设的正确性，但是一般没有现成的资料证据来验证提出的假设，只有将收集到的资料加以整理，所得到的信息和自身原有的知识和经验进行整合，促进了信息的提取和吸收，进而强化了学生的科学思维能力，问题解决能力，合作交流能力。

2.2.3 在课外活动中开展

在课外的探究形式多样，没有固定的形式，可以根据当地所在地区的实际情况进行课外实验探究或者资料收集等等,以不同的形式进行探究学习。这样的活动中有助于学生选择自己喜欢的主题，发挥自己的创意，提高学生参与的积极性[9]，[10]，[11]。

2.3 开展探究性学习的必要性

倡导探究性学习是中学生物课程的基本理念，是提高学生生物科学素养的重要途径。探究性学习不仅是学习方式的改变，而且可以通过探究性学习促进每一个学生的全面发展，为每一个学生的充分发展创造空间。

2.3.1 有效实施中学生物课程改革的需要

以往的生物课程过渡强调以学科为中心，忽略学生的实际，过于偏重知识要求，忽略技能、情感和价值观，看中结果，忽略过程。新一轮的课程改革明确提

出生物学教育的任务和价值是进一步提高全体学生的生物科学素养[12]。

在新的课程理念指导下，高中生物课以必修和选修的模式呈现出来，全面涵盖了高中生应掌握的内容。课程标准把“倡导探究性学习”作为课程的一个基本理念，明确指出：“《标准》倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革。探究性学习是一种积极自主的学习过程，倡导学生主动参与、探究发现、合作交流，注重学生的经验与学习，让学生感受理解知识产生和发展的的过程。通过改变学生的学习方式，变被动为主动，建立和形成能充分调动和发挥学生主题性的多样化的学习方式，促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习，自然是教学改革的核心任务。

2.3.2 培养学生多种能力的需要

探究学习能促进独立思考的能力。科学探究是学生在问题的解决过程中获得对知识的理解和应用，是对知识的批判性学习。在探究性学习的过程中教师具有新的角色定位，不再是唯一的传授者，而是帮助者、指导者、鼓励者，也是参与者。学生在探究活动中占主体地位，能够增强学生独立思考的能力[13]。

探究学习有助于建立多领域融合的知识与技能结构。探究性学习打破了以往学科教学的状态，把学生置于多元的开放的学习环境中。学生在问题解决的过程中要涉及多方面的学科知识，使学生获得更多的信息，建立合理的知识结构。

探究学习促使学生养成尊重事实的科学态度，探究学习着重过程与方法，通过观察和实验，获得科学本质，以事实为依据，不凭空臆测，促使学生养成实事求是的科学态度。

探究性学习丰富学习的体验。探究关注学习的过程，深化学习的过程，从而体验丰富而完整的学习过程。

2.3.3 中学教育和高等教育过渡的需要

现在大学都是靠自主学习来获得知识，学习方式也是以探究性学习为主，在以往的高中教学中，都是注重分数而轻视能力的培养，这样的学生进入大学后往往会跟不上学生们的步伐，时间久了对学生自身发展不利。而探究性学习是一种积极自主的学习过程，倡导学生主动参与、探究发现、合作交流。通过这样的高中学习，使学生能很快适应大学生活，而且也会有很好的发展。探究性学习使大学教育和高中教育过渡连贯，起到了较好的衔接作用[14]。

第三章对中学教学中探究性学习的调查及分析3.1 中学生物教学中探究性学习的现状调查

3.1.1 调查目的

(1) 了解学生对探究性学习的认识程度和态度。

(2) 了解生物教师对探究性教学的指导和热情状况。

(3) 了解在生物教学中探究性学习存在的问题，以便解决问题，促进探究性学习的开展。

3.1.2 调查对象

临汾市洪洞县山焦中学初一部分学生和高一部分学生

3.1.3 调查方式

问卷调查：主要针对学生，主要包括教师、学生对探究性学习的认识和态度，及探究性学习的进行情况进行问卷调查。共发出500份，回收500份。问卷回收率100%有效率100%。整理回收问卷，统计所得信息，作表分析。

访谈调查：利用课余时间与调查学校生物教师及学生进行访谈。

课堂观摩：走进生物课堂，切身体会课堂教学中探究性学习的教学实际。3.1.4 调查结果及分析

表1：对探究性学习的认识和态度调查

从上表的调查结果可以看出，大多数学生对探究性学习还是比较感兴趣的，

老师也积极的在课堂上实施探究性教学，但仍有部分学生对探究性学习不是很了解，处于朦胧状态。对探究性学习持无所谓，或者是消极的态度，这对在教学中开展探究性学习产生了阻碍的作用。在以后的生物教学中，还要加强学生和教师对探究性学习的认识。

表2：探究性学习开展过程中问题的调查